Alternative Energienutzung (Wärmepumpe)

BUCO Rieselkühler im Einsatz als Verdampfer einer zentralen Wärmepumpenanlage als Projekt existenter Wärmerückgewinnung aus dem Prozess

Fernwärmenetze  sind  aus  einer  modernen  Infrastruktur  nicht  mehr  wegzudenken.  Zurzeit werden  etwa  90%  der  Fernwärmenetze  mit  einer  Wärmeauskopplung  aus  Kohle  –  oder Gaskraftwerken betrieben, wo die Verbrennung fossiler Energien die Wärmequelle darstellt.

Ressourcenschonender  und  nachhaltiger  ist  hingegen  die  Nutzung  von  Meerwasser  als Wärmequelle  in  einem  Wärmepumpenprozess.  Durch  den  Betrieb  der  Wärmepumpe  mit regenerativer   elektrischer   Energie,   lassen  sich   beachtliche   nachhaltige   Wärmemengen generieren.

Aus Pillow Platten bzw. Thermoblech Wärmeübertragern aufgebaute Rieselfilmwärmeaustauscher können weltweit sehr erfolgreich zum Betrieb von Wärmepumpen eingesetzt werden. Der Rieselfilmwärmeaustauscher dient dabei  als  sehr  energieeffizienter  Verdampfer,  in  welchem  Kältemittel  in  verschiedenen Betriebsarten  (überflutete  Verdampfung  und  Trockenexpansion)  verdampft.

Unsere BUCO Rieselfilmkühler unterstützen Sie bei der Einsparung von Energie z.B. bei der Grundversorgung von Siedlungen. Steigende Energiekosten zwingen Kommunen zu der Versorgung mit alternativen Energieformen. Hier bieten unsere Rieselfilmkühler eine unschlagbare Alternative. Aus naheliegende Flüssen oder Seen als Wärmereservoir wird durch Tauchpumpen Wasser entnommen und über unsere Rieselfilmkühler gegeben. Die Rieselfilmkühler fungieren hier als Verdampfer der zentralen Wärmepumpenanlage. Die Kunden und Prozessberater schätzen den Einsatz von Rieselfilmkühlern aufgrund der Flexibilität bei unterschiedlichen Volumenströme und Temperaturen, Robustheit (keine Zerstörung durch Vereisung), einfache Reinigungsfähigkeit eines offenen Systemes und ein geringer Regelungsaufwand.

Anwendungsbeispiel Wärmepumpe als erneuerbare Energie

Die Grundversorgung von Siedlungshäusern erfolgt mittels Wärme- und Elektroenergie durch Solarsysteme. Für die kalte Jahreszeit wird die Wärme-Selbstversorgung der Siedler durch ein zentrales Angebot ergänzt, der Nahwärmeversorgung durch eine Wärmepumpenkaskade. Dabei werden aus naheliegenden Flüsse oder Seen als Wärmereservoir durch Tauchpumpen Wasser entnommen und über unsere Rieselfilmkühler aus Edelstahl V4A gegeben. Das See- oder Flusswasser kann im Winter auf eine Temperatur von 5°C absinken. Die Rieselfilmkühler fungieren hier als Verdampfer der zentralen Wärmepumpenanlage. Die Rieselfilmkühler sind so ausgelegt, daß bei der Verdampfung dem See- oder Flusswasser kW entzogen werden. Das Wasser kühlt sich dabei auf 1°C ab und wird danach dem Fluß wieder zugeleitet.

Die Wärmeenergie in Gebäuden wird über zentrale Heizungsstationen verbraucht, die sich typischerweise im Keller des Gebäudes befinden. Die Unterstation empfängt die Wärmeenergie und verteilt sie im Gebäude basierend auf den in der Unterstation festgelegten Temperaturen und Steuerungen. Im Bereich der zentralen Heizungsstation hat der Gebäudebesitzer die Möglichkeit, die Innentemperaturen der Räume und andere erforderliche Parameter festzulegen. Der im Gebäude installierte Wärmemengenzähler quantifiziert die verbrauchte Wärmemenge.
Die meisten Kunden sind an ein Fernablesesystem angeschlossen, das eine noch genauere Messung des Wärmeverbrauchs ermöglicht. Ein System mit konstanter Datenverbindung ermöglicht die schnelle Erkennung von Ausfällen, Verlusten, Lecks und die vollständige Kontrolle des Betriebs des Wärmeenergienetzes. Die meisten Kunden investieren kontinuierlich in Technologie und Brennstoffaustausch, um die Abhängigkeit von importierten fossilen Brennstoffen zu reduzieren. Im Durchschnitt werden über zwei Drittel der Wärmeenergieerzeugung Biomasse und Abwärme genutzt. Um den Spitzenbedarf zu decken, nutzen diese Kunden auch Erdgas, haben jedoch einen umfassenden Investitionsplan, um eine CO2-Neutralität zu erreichen und den Einsatz fossiler Brennstoffe so schnell wie möglich einzustellen.
Umweltfreundliche Fernwärme ist für Kunden in der gewünschten Menge und zum gewünschten Zeitpunkt verfügbar. In einem modernen Fernwärmesystem können sich die Kunden darauf verlassen, dass ihre Häuser zuverlässig mit Wärme versorgt werden und keine zusätzlichen Heizlösungen benötigen. Der Fernwärmeservice bietet eine hohe Versorgungssicherheit und ist sicher in der Anwendung. Darüber hinaus spielt Fernwärme eine wichtige Rolle bei der Reduzierung des CO2-Fußabdrucks des Energieverbrauchs.

Entscheidend für die Auswahl und Größe dieser Rieselfilmkühler als Verdampfer für die zentrale Wärmepumpenanlage sind dabei folgende Aspekte:

• Hoher  Wärmedurchgangskoeffizient  (k-Wert)  aufgrund  der  welligen  Struktur  der Kissenplattengeometrien.
• Die Verdampfungstemperatur kann nahe der Austrittstemperatur des Wassers gewählt werden, um den Exergieverluststrom im Verdampfer zu minimieren. Dadurch können hohe Leistungsziffern der Wärmepumpe erzielt werden.
• Leistungen von mehreren MW pro Rieselfilmwärmeaustauscher möglich.
• Die  thermische  Energie  im  Meerwasser  kann  bis  nahe  dem  Gefrierpunkt  genutzt werden, ohne dass die Gefahr von Vereisung besteht, sodass die maximale thermische Leistung dem Wasser entzogen werden kann.
• Temperaturschwankungen zwischen Sommer – und Winterbetrieb sind kein Problem.      
• In der Regel ist der Winterbetrieb der Auslegungspunkt.
• Aufgrund  der  offenen  Bauart  ist  eine  vollständige  Reinigung  problemlos  möglich, sodass ein fehlerfreier und langlebiger Betrieb der Anlage gewährleistet werden kann.
• Flexibilität in der Belastbarkeit der Rieselkühler als Wärmepumpe, sowohl hinsichtlich der Temperaturen als auch der Volumenströme.
• Hohe Robustheit der Rieselkühler (Sollte es durch extreme klimatische Verhältnisse oder durch Zustände, die weit ab von der Auslegung liegen, doch zur Vereisung der Apparate kommen, so werden sie dadurch nicht zerstört), da es sich um offene Systeme handelt.
• Gute Reinigbarkeit der Berieselungsflächen und Verteilerwanne, selbst bei laufendem Betrieb des Rieselkühlers.
• Vorteil des niedrigen Grades der Verschmutzung an den Platten durch den laufenden Rieselfilm.
• Geringer Regelaufwand des Rieselkühlers.
• Geringer, effizienter Regelungsaufwand dieser Wärmepumpe.
• Wärmepumpe mit geringen Kosten pro kWh und minimalem Kältemittelverbrauch ideal für die Nutzung erneuerbarer Energien.
• Hoher, effizienter Wirkungsgrad mit optimaler Wärmeübertragung, geringer Druckverlust dieser Wärmepumpen.
• Einfacher Zugang zu den offenen Systemen dieser Wärmepumpen für die Nutzung erneuerbarer Energien.
• Leicht zu reinigende Wärmepumpen, ideal für die Nutzung erneuerbarer Energien.
• Reinigung während des Betriebs bei diesen Wärmepumpen möglich
• Geringe Verschmutzungsneigung bei dieser Wärmepumpe ideal für die effiziente Nutzung erneuerbarer Energien.
• Keine Dichtungen bei dieser Wärmepumpe für die Nutzung erneuerbarer Energien.
• Keine Zerstörung des Gerätes bei Eisbildung bei dieser Wärmepumpe.
• Einfachheit der Steuerung dieser Wärmepumpen für die Nutzung erneuerbarer Energien
• Wärmepumpen komplett aus Edelstahl, auch für Salzwasser.
• Spezielle Wärmetauschersystemauslegung dieser Wärmepumpen möglich.